WO2005108920A1 - Target acquisition device - Google Patents

Target acquisition device Download PDF

Info

Publication number
WO2005108920A1
WO2005108920A1 PCT/EP2005/004618 EP2005004618W WO2005108920A1 WO 2005108920 A1 WO2005108920 A1 WO 2005108920A1 EP 2005004618 W EP2005004618 W EP 2005004618W WO 2005108920 A1 WO2005108920 A1 WO 2005108920A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
attenuation
target
filter
acquisition device
detection device
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/004618
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jürg HINDERLING
Original Assignee
Leica Geosystems Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leica Geosystems Ag filed Critical Leica Geosystems Ag
Priority to AT05744805T priority Critical patent/ATE473420T1/en
Priority to EP05744805A priority patent/EP1743139B1/en
Priority to DE502005009867T priority patent/DE502005009867D1/en
Priority to JP2007511977A priority patent/JP2007536537A/en
Priority to US11/579,269 priority patent/US7826039B2/en
Publication of WO2005108920A1 publication Critical patent/WO2005108920A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4811Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/002Active optical surveying means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/002Active optical surveying means
    • G01C15/004Reference lines, planes or sectors
    • G01C15/006Detectors therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/08Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4818Constructional features, e.g. arrangements of optical elements using optical fibres

Definitions

  • the invention relates to a target acquisition device according to the preamble of claim 1, e.g. an optoelectronic range finder or direction meter.
  • a target detection device parameters of the position of a target with respect to that of the device, such as its distance or the direction in which it is located, can be determined by illuminating it with a modulated light beam and processing the collected radiation reflected by it.
  • Target acquisition devices of this type are mainly used for surveying purposes. Typical targets are retroreflectors made of glass or reflective foils made of plastic. State of the art
  • a similar range finder is known from DE 43 16 348 AI, in which the transmitter is assigned its own lens, which is separate from that of the receiver.
  • target acquisition devices of this type multiple reflections occur, in which portions of the measurement reflected from the target Reflected on elements of the device and superimposed on the transmission beam, so that a part of it is reflected a second time at the target and then collected by the receiver.
  • Those parts that pass through the path from the target acquisition device to the target and back twice or even more often with multiple reflections on the device can cause disturbing falsifications, especially if the processing of the measuring beam is based on the determination of its phase, running time or image to determine the direction cause the measurement result.
  • the greater the relative intensity of the multi-reflected portion the greater these. They are therefore particularly important when the distance between the target acquisition device and the target is small, if the intensity of the multiply reflected components is relatively high despite the attenuations occurring during the reflections.
  • Reflections on the receiver are particularly critical, in particular on the entrance surface of the same or on surfaces surrounding it, but disturbing reflections can also occur on the transmitter. In both cases, the optics bundle reflected radiation to a greater or lesser extent onto the target and therefore weaken it only slightly, so that the measurement result can be noticeably falsified.
  • the invention is based on the object of improving a generic target detection device with regard to its measuring accuracy by suppressing multiple reflections between the target object and the instrument as far as possible. This object is achieved by the features in the characterizing part of claim 1. Alternative and preferred embodiments of the invention are described in the characteristics of the dependent claims.
  • the invention provides a target detection device in which radiation which originates from multiple reflections, especially those at the receiver or at the transmitter, or which could lead to such, is suppressed as far as possible or specifically weakened. In this way, the measurement errors caused by multiple reflections are largely eliminated or significantly reduced.
  • FIG. 3 shows schematically the structure of a direction meter according to the invention and FIG. 4 is a front view of part of the receiver of the direction meter of FIG. 3.
  • the rangefinder shown in FIG. 1 has a transmitter 1 and a receiver 2 in a housing, which comprises a holder 3 and an optical fiber 4 which is fastened to the holder 3 and whose end face forms a coated entry face 5. It leads to a light-sensitive element which generates an electrical measurement signal corresponding to the intensity of the incident light, e.g. a photodiode 6.
  • the transmitter 1 comprises a e.g. Laser diode 7 transmitting in the infrared range and a collimation optics 8 arranged downstream thereof.
  • the laser diode 7 is controlled by a control unit 9, which also processes the output signal of the photodiode 6.
  • the beam coming from the transmitter 1 is deflected by a mirror 10 as the first deflecting means into the optical axis of an objective 11, through which it is transmitted as a transmitting beam 12 with i.a. low beam expansion is directed against a target 13 which is designed as a retroreflector, reflector foil or cat's eyes or from the surface of any object, e.g. of a building.
  • a second deflection element is arranged in the optical axis of the objective 11, which is designed as a cube prism 14. It directs the measuring beam 15 incident through the objective 10, ie essentially the portion of the transmitted beam 12 reflected by the target 13, against the entry surface 5 of the receiver 2.
  • a reference light path of known length is produced by two beam splitters 16, 17, the first of which lies between the collimating optics 8 and the mirror 10 and the second between the cube prism 14 and the entrance surface 5, via which part of the light emitted by the transmitter 1 is produced
  • Beam is fed directly to the receiver 2 as a reference beam.
  • Measuring beam 15 and reference beam can partly be reflected at the receiver 2.
  • a portion of the measuring beam 15 can also reach the transmitter 1 and be reflected on it. After reflection on target 13, these components can cause the measurement result to be falsified.
  • the entrance surface 5 of the receiver 2 is immediately connected upstream of a first attenuation filter 18, which weakens transmitted light, i.e. its intensity is reduced by a factor A for which e.g. A ⁇ 0.7, preferably A ⁇ O .5 or even A ⁇ 0.3 applies.
  • a corresponding second attenuation filter 19 is arranged directly after the collimation optics 8 of the transmitter 1.
  • the two attenuation filters 18, 19 can be designed to be switchable, so that they can be connected upstream or downstream of the receiver 2 or the transmitter 1, preferably independently of one another, in particular depending on the magnitude of the distance from the target 13, so that the attenuation filters 18, 19 or at least one of them can be dispensed with for larger distances.
  • the attenuation filters 18, 19 can also have a transmittance that can be adjusted or adjusted, so that the extent of the attenuation is selected depending on the distance from the target can be.
  • the attenuation filters 18, 19 can each be designed in different ways, for example as panchromatic or orthochromatic film material or as orthochromatically sensitized X-ray film, as neutral filter or gelatin gray filter or as transparent film or as glass with line structure such as raster filter, grid filter or filter with stochastic weakening pattern.
  • the first and / or the second deflection means can also be designed as a weakening means.
  • the mirror 10 can be designed as a dichroic mirror, which absorbs part of the light that falls on it.
  • the cube prism 14 can be designed to be slightly absorbent.
  • a deflection surface 20 is provided on the holder 3 of the receiver 2 as a further attenuation means for beam components that could give rise to multiple reflections. It forms a 0.5 mm to 1.5 mm deep, essentially conical, conical funnel, in the axis of which an approximately equally long end section 21 of the optical fiber 4, which adjoins the entry surface 5, is exposed. Alternatively, this deflection surface could also be designed as a conically raised surface surrounding the optical fiber 4.
  • the conical shape is exemplary of a surface shape that reflects the measuring beams falling on it in a direction that deviates from their direction of incidence.
  • a sequence of short light pulses can be emitted by the transmitter 1 and the distance from the transit time until the arrival of the pulses reflected by the target 13 can be determined, or a continuous light beam can be emitted periodically, e.g. with a sine that is modulated. In the latter case, the phase position of the beam reflected by the target and received by the receiver 2 relative to the reference beam is determined to determine the distance.
  • beam components play which do not cover the regular light path from the transmitter 1 via the mirror 10, the lens 11 to the target 13 and back through the lens 11 and via the cube prism 14 into the optical fiber 4, but also on another object are reflected as the target 13 and thus cover part of the way twice or more, a role that is not always negligible.
  • the reflection of a portion of the measurement beam 15 reflected by the target 13 and incident through the objective 11 at the receiver 2, in particular at its entry surface 5, is particularly critical. by 5%, but this has the disadvantage that the measuring beam is refracted so that it enters at an angle. This reduces the usable numerical aperture of the fiber.
  • reflected beam components are specifically weakened by the attenuation filter 18.
  • the regular beam component ie reflected only once at the target 13, passes through the attenuation filter 18 only once and is therefore weakened by the factor A only once.
  • Parts of the measuring beam 15 that fall on the surroundings of the entrance surface 5 can also be disruptive.
  • the design of the deflection surface 20 ensures that a larger portion is absorbed and the rest, which can never be completely avoided, is reflected in a direction that does not correspond to the direction of incidence, so that it does not cross the cube prism 14 and the objective 10 against the target 13 is reflected.
  • the mentioned designs of the deflection surface 20 bring about a substantial reduction in disturbing reflections at the receiver 2 and can also be provided by themselves as a measure to reduce multiple reflections.
  • the attenuation filter 19 plays a role which corresponds to that of the attenuation filter 18 for beam portions reflected by the receiver 2, for portions of the measurement beam 15 which are reflected back onto the transmitter 1 via the mirror 10 and reflected on the same.
  • a total of at least three variants of range finders are conceivable, one with only one attenuating means 18 in front of the receiver, another with only one attenuating means 19 in front of the transmitter, and furthermore one with two attenuating means 18 and 19 according to FIG. 1.
  • the attenuating means As mentioned, it is also possible to integrate the attenuating means with the deflecting means - whether it is a mirror, a prism or another component that deflects the beam path. Above all, this simplifies the construction of the rangefinder and reduces the cost of its manufacture. development. In addition, hardly any disturbing reflections can arise from a dichroic mirror. If the attenuation means are designed as attenuation filters arranged as close as possible to the transmitter and / or the receiver, then practically all internal reflections, apart from any reflections on the attenuation filters themselves, are attenuated. In this way, portions reflected in the reference light path, which can also falsify the measurement result, are weakened.
  • the range finder shown in FIGS. 1, 2 is - as is known to the person skilled in the field of distance measurement - only one of several possibilities for arranging the essential components.
  • the principle according to the invention for suppressing or reducing multiple reflections which negatively influence the measuring accuracy is the same
  • the receiver 2 lies in the optical axis and is designed as an electronic camera with, for example, a rectangular screen 22 made of light-sensitive elements such as CCD or CMOS, the center of the screen being at or near the focal point of the lens 11.
  • a first attenuation filter 18 is in turn connected upstream of the receiver 2 and a second attenuation filter 19 is connected downstream of the transmitter 2.
  • the target 13 is designed as a reflector, in particular as a triple prism.
  • the measuring beam 15, generated by the preferably divergent transmission beam 12 reflected at the target 13, is collimated onto a measuring light spot 23 on the screen 22, the position of which depends on the direction which the direction in which the target 13 lies with the optical axis of the device.
  • Multiple reflections can lead to portions of the measurement beam 15 falling on the screen 22 in the vicinity of the measurement light spot 23 and causing so-called ghost images, which make it difficult to determine the position of the measurement light spot 23 exactly.
  • Double or multiple images are particularly likely due to reflections on the large-area screen 22.
  • Part of the radiation from the light spot 23 is reflected back via the lens 11 in the direction of the target 13, reflected by the latter again and imaged again on the screen 22 as a ghost image.
  • the measures according to the invention in particular the first attenuation filter 18 but also the second attenuation filter 19, in turn weaken these multiple reflections to such an extent that they have no distorting influence on the measurement result.

Abstract

The invention relates a target acquisition device, wherein attenuating filters (18; 19) are mounted upstream and downstream of a receiver (2) and a transmitter (1), respectively, in order to specifically attenuate radiation portions that originate from zigzag reflections. Said filters attenuate radiation by an intensity of at least a factor of 0.7, preferably at least 0.5 or 0.3. Alternatively or additionally thereto, deflection devices such as a mirror (10) or a cubic prism (14) can be configured so as to attenuate radiation. Since zigzag reflected radiation portions pass through the attenuating devices at least twice as often as regular radiation portions, they are attenuated to a correspondingly higher extent. The entrance surface (5) of the receiver can also be surrounded by a conical deflection surface which substantially absorbs any incident light and reflects the rest to directions different from that of the direction of incidence so that no zigzag reflections can occur.

Description

B E S C H RE I B UN G DESCRIPTION
ZIE ERFASSUNGSGERATGO DETECTING DEVICE
Technisches GebietTechnical field
Die Erfindung betrifft ein Zielerfassungsgerät gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1, z.B. einen optoelektronischen Entfernungsmesser oder Richtungsmesser. Mit einem derartigen Zielerfassungsgerät können Parameter der Lage eines Ziels bezüglich derjenigen des Gerätes, etwa seine Entfernung oder die Richtung, in der es liegt, bestimmt werden, indem es mit einem modulierten Lichtstrahl angeleuchtet und von ihm reflektierte aufgefangene Strahlung verarbeitet wird. Zielerfassungsgeräte dieser Art werden vor allem zu Vermessungszwecken eingesetzt. Typische Zielobjekte sind Retroreflekto- ren aus Glas oder Reflexfolien aus Kunststoff. Stand der TechnikThe invention relates to a target acquisition device according to the preamble of claim 1, e.g. an optoelectronic range finder or direction meter. With such a target detection device, parameters of the position of a target with respect to that of the device, such as its distance or the direction in which it is located, can be determined by illuminating it with a modulated light beam and processing the collected radiation reflected by it. Target acquisition devices of this type are mainly used for surveying purposes. Typical targets are retroreflectors made of glass or reflective foils made of plastic. State of the art
Gattungsgemässe Zielerfassungsgeräte sind aus zahlreichen Veröffentlichungen bekannt. Bei dem in DE 198 40 049 AI beschriebenen Entfernungsmesser wird ein kombinierter Sendestrahl in die optische Achse des einzigen Objektivs umge- lenkt und der durch dasselbe empfangene Messstrahl verarbeitet, indem seine Laufzeit oder seine Phase festgestellt und daraus die Entfernung des Ziels abgeleitet wird.Generic target acquisition devices are known from numerous publications. In the range finder described in DE 198 40 049 AI, a combined transmission beam is deflected into the optical axis of the single objective and the measurement beam received by the same is processed by determining its transit time or phase and deriving the distance from the target.
Aus DE 43 16 348 AI ist ein ähnlicher Entfernungsmesser bekannt, bei welchem dem Sender ein eigenes, von dem des Emp- fängers getrenntes Objektiv zugeordnet ist.A similar range finder is known from DE 43 16 348 AI, in which the transmitter is assigned its own lens, which is separate from that of the receiver.
Bei Zielerfassungsgeräten dieser Art treten Mehrfachreflexi- onen auf, bei denen Anteile des vom Ziel reflektierten Mess- Strahls an Elementen des Geräts reflektiert werden und sich dem Sendestrahl überlagern, so dass ein Teil davon zum zweiten Mal am Ziel reflektiert und dann vom Empfänger aufgefangen wird. Solche Anteile, die den Weg vom Zielerfassungsge- rät zum Ziel und zurück zwei Mal oder bei mehrfacher Reflexion am Gerät auch noch öfter durchlaufen, können, vor allem wenn die Verarbeitung des Messstrahls auf Feststellung seiner Phase, Laufzeit oder Abbildung zur Richtungsbestimmung beruht, störende Verfälschungen des Messergebnisses verursa- chen. Diese sind im allgemeinen umso grösser, je grösser die relative Intensität des mehrfach reflektierten Anteils ist. Sie sind daher vor allem bei kleinen Abständen zwischen Zielerfassungsgerät und Ziel von Bedeutung, wenn die Intensität der mehrfach reflektierten Anteile trotz der bei den Reflexionen eintretenden Abschwächungen verhältnismässig gross ist.With target acquisition devices of this type, multiple reflections occur, in which portions of the measurement reflected from the target Reflected on elements of the device and superimposed on the transmission beam, so that a part of it is reflected a second time at the target and then collected by the receiver. Those parts that pass through the path from the target acquisition device to the target and back twice or even more often with multiple reflections on the device can cause disturbing falsifications, especially if the processing of the measuring beam is based on the determination of its phase, running time or image to determine the direction cause the measurement result. In general, the greater the relative intensity of the multi-reflected portion, the greater these. They are therefore particularly important when the distance between the target acquisition device and the target is small, if the intensity of the multiply reflected components is relatively high despite the attenuations occurring during the reflections.
Besonders kritisch sind Reflexionen am Empfänger, insbesondere an der Eintrittsfläche desselben oder an dieselbe umgebenden Flächen, doch können auch am Sender störende Reflexi- onen auftreten. In beiden Fällen wird reflektierte Strahlung von der Optik mehr oder weniger ausgeprägt auf das Ziel gebündelt und daher nur geringfügig geschwächt, so dass das Messergebnis merklich verfälscht werden kann.Reflections on the receiver are particularly critical, in particular on the entrance surface of the same or on surfaces surrounding it, but disturbing reflections can also occur on the transmitter. In both cases, the optics bundle reflected radiation to a greater or lesser extent onto the target and therefore weaken it only slightly, so that the measurement result can be noticeably falsified.
Zwar gibt es zur Entfernungsmessung auch Verfahren, bei de- nen Mehrfachreflexionen das Messergebnis nicht beeinflussen, z.B. den beim Meko eter ME 5000 der Anmelderin eingesetzten Nullphasenabgleich, bei welchem die Modulationsfrequenz so abgestimmt wird, dass der Weg zwischen Sender und Empfänger einerseits und Ziel andererseits stets ein Vielfaches der Modulationswellenlänge beträgt, doch ist der Einsatz solcher Verfahren im allgemeinen aufwendig und die entsprechenden Zielerfassungsgeräte verhältnismässig gross und teuer. Darstellung der ErfindungThere are also methods for distance measurement in which multiple reflections do not influence the measurement result, for example the zero phase adjustment used in the applicant's Meko eter ME 5000, in which the modulation frequency is adjusted so that the path between transmitter and receiver on the one hand and destination on the other hand always is a multiple of the modulation wavelength, but the use of such methods is generally complex and the corresponding target acquisition devices are relatively large and expensive. Presentation of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gattungsge- mässes Zielerfassungsgerät hinsichtlich seiner Messgenauigkeit zu verbessern, indem Mehrfachreflexionen zwischen Ziel- objekt und Instrument möglichst weitgehend unterdrückt werden. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Alternative und bevorzugte Ausbildungen der Erfindung sind in den Kennzeichen der abhängigen Ansprüche beschrieben.The invention is based on the object of improving a generic target detection device with regard to its measuring accuracy by suppressing multiple reflections between the target object and the instrument as far as possible. This object is achieved by the features in the characterizing part of claim 1. Alternative and preferred embodiments of the invention are described in the characteristics of the dependent claims.
Durch die Erfindung wird ein Zielerfassungsgerät geschaffen, bei dem Strahlung, welche aus Mehrfachreflexionen, vor allem solchen am Empfänger oder am Sender, stammt oder zu solchen führen könnte, möglichst weitgehend unterdrückt oder spezifisch geschwächt wird. Die durch Mehrfachreflexionen verur- sachten Messfehler werden auf diese Weise weitgehend ausgeschaltet oder wesentlich vermindert.The invention provides a target detection device in which radiation which originates from multiple reflections, especially those at the receiver or at the transmitter, or which could lead to such, is suppressed as far as possible or specifically weakened. In this way, the measurement errors caused by multiple reflections are largely eliminated or significantly reduced.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren, welche lediglich Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail below with reference to figures which merely represent exemplary embodiments. Show it
Fig. 1 schematisch den Aufbau eines erfindungsgemässen Entfernungsmessers,1 schematically shows the structure of a range finder according to the invention,
Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil des Empfängers des Entfernungsmessers von Fig. 1,2 shows a section through part of the receiver of the range finder of FIG. 1,
Fig. 3 schematisch den Aufbau eines erfindungsgemässen Richtungsmessers und Fig. 4 eine Vorderansicht eines Teils des Empfängers des Richtungsmessers von Fig. 3.Fig. 3 shows schematically the structure of a direction meter according to the invention and FIG. 4 is a front view of part of the receiver of the direction meter of FIG. 3.
Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention
Der in Fig. 1 dargestellte Entfernungsmesser weist in einem Gehäuse einen Sender 1 auf sowie einen Empfänger 2, welcher eine Halterung 3 umfasst sowie eine Lichtleitfaser 4, welche an der Halterung 3 befestigt ist und deren Endfläche eine vergütete Eintrittsfläche 5 bildet. Sie führt zu einem lichtempfindlichen Element, das ein der Intensität des ein- fallenden Lichtes entsprechendes elektrisches Messsignal erzeugt, z.B. einer Photodiode 6. Der Sender 1 umfasst eine z.B. im Infrarotbereich sendende Laserdiode 7 sowie eine derselben nachgeordnete Kollimationsoptik 8. Die Laserdiode 7 wird von einer Steuereinheit 9 gesteuert, die auch das Ausgangssignal der Photodiode 6 verarbeitet.The rangefinder shown in FIG. 1 has a transmitter 1 and a receiver 2 in a housing, which comprises a holder 3 and an optical fiber 4 which is fastened to the holder 3 and whose end face forms a coated entry face 5. It leads to a light-sensitive element which generates an electrical measurement signal corresponding to the intensity of the incident light, e.g. a photodiode 6. The transmitter 1 comprises a e.g. Laser diode 7 transmitting in the infrared range and a collimation optics 8 arranged downstream thereof. The laser diode 7 is controlled by a control unit 9, which also processes the output signal of the photodiode 6.
Der vom Sender 1 ausgehende Strahl wird von einem Spiegel 10 als erstem Umlenkmittel in die optische Achse eines Objektivs 11 umgelenkt, durch das er als Sendestrahl 12 mit i.a. geringer Strahlaufweitung gegen ein Ziel 13 geleitet wird, das als Retroreflektor, Reflektorfolie oder Katzenaugen ausgebildet ist oder von der Oberfläche irgend eines Objektes, z.B. eines Gebäudes gebildet wird.The beam coming from the transmitter 1 is deflected by a mirror 10 as the first deflecting means into the optical axis of an objective 11, through which it is transmitted as a transmitting beam 12 with i.a. low beam expansion is directed against a target 13 which is designed as a retroreflector, reflector foil or cat's eyes or from the surface of any object, e.g. of a building.
Etwas hinter dem Spiegel 10 ist in der optischen Achse des Objektivs 11 ein zweites Umlenkelement angeordnet, das als Würfelprisma 14 ausgebildet ist. Es leitet den durch das Objektiv 10 einfallenden Messstrahl 15, d.h. im wesentlichen den vom Ziel 13 reflektierten Anteil des Sendestrahls 12, gegen die Eintrittsfläche 5 des Empfängers 2. Durch zwei Strahlteiler 16, 17, von denen der erste zwischen der Kollimationsoptik 8 und dem Spiegel 10 und der zweite zwischen dem Würfelprisma 14 und der Eintrittsfläche 5 liegt, wird ein Referenzlichtweg bekannter Länge herge- stellt, über den ein Teil des vom Sender 1 ausgesandtenA little behind the mirror 10, a second deflection element is arranged in the optical axis of the objective 11, which is designed as a cube prism 14. It directs the measuring beam 15 incident through the objective 10, ie essentially the portion of the transmitted beam 12 reflected by the target 13, against the entry surface 5 of the receiver 2. A reference light path of known length is produced by two beam splitters 16, 17, the first of which lies between the collimating optics 8 and the mirror 10 and the second between the cube prism 14 and the entrance surface 5, via which part of the light emitted by the transmitter 1 is produced
Strahls als Referenzstrahl direkt dem Empfänger 2 zugeleitet wird.Beam is fed directly to the receiver 2 as a reference beam.
Messstrahl 15 und Referenzstrahl können z.T. am Empfänger 2 reflektiert werden. Zudem kann auch ein Anteil des Mess- Strahls 15 zum Sender 1 gelangen und an diesem reflektiert werden. Diese Anteile können, nach Reflexion am Ziel 13, eine Verfälschung des Messergebnisses verursachen.Measuring beam 15 and reference beam can partly be reflected at the receiver 2. In addition, a portion of the measuring beam 15 can also reach the transmitter 1 and be reflected on it. After reflection on target 13, these components can cause the measurement result to be falsified.
Zur gezielten Schwächung von Strahlen, die aus Mehrfachreflexionen stammen, ist der Einstrittsfläche 5 des Empfängers 2 unmittelbar ein erster Abschwachungsfilter 18 vorgeschaltet, welcher transmittiertes Licht schwächt, d.h. seine Intensität um einen Faktor A vermindert, für den z.B. A≤0.7, vorzugsweise A≤O .5 oder sogar A≤0.3, gilt.For the targeted weakening of rays that originate from multiple reflections, the entrance surface 5 of the receiver 2 is immediately connected upstream of a first attenuation filter 18, which weakens transmitted light, i.e. its intensity is reduced by a factor A for which e.g. A≤0.7, preferably A≤O .5 or even A≤0.3 applies.
Ein entsprechender zweiter Abschwachungsfilter 19 ist unmit- telbar der Kollimationsoptik 8 des Senders 1 nachgeordnet. Die beiden Abschwachungsfilter 18, 19 können schaltbar ausgebildet sein, so dass sie - insbesondere in Abhängigkeit von der Grössenordnung der Entfernung des Ziels 13 - dem Empfänger 2 bzw. dem Sender 1, vorzugsweise unabhängig von- einander, vor- bzw. nachgeschaltet werden können, so dass etwa bei grösseren Distanzen auf den Einsatz der Abschwachungsfilter 18, 19 oder wenigstens eines davon verzichtet werden kann. Die Abschwachungsfilter 18, 19 können auch einen verlaufenden oder gegebenenfalls einstellbaren Transmis- sionsgrad aufweisen, so dass das Ausmass der Abschwachung etwa in Abhängigkeit von der Entfernung des Ziels gewählt werden kann. Im übrigen können die Abschwachungsfilter 18, 19 jeweils in verschiedener Weise ausgebildet sein, z.B. als panchromatisches oder orthochromatisches Filmmaterial oder als orthochromatisch sensibilisierter Röntgenfilm, als Neut- ralfilter oder Gelatine-Graufilter oder als transparenter Film oder als Glas mit Linienstruktur wie Rasterfilter, Gitterfilter oder Filter mit stochastischem Abschwächmuster.A corresponding second attenuation filter 19 is arranged directly after the collimation optics 8 of the transmitter 1. The two attenuation filters 18, 19 can be designed to be switchable, so that they can be connected upstream or downstream of the receiver 2 or the transmitter 1, preferably independently of one another, in particular depending on the magnitude of the distance from the target 13, so that the attenuation filters 18, 19 or at least one of them can be dispensed with for larger distances. The attenuation filters 18, 19 can also have a transmittance that can be adjusted or adjusted, so that the extent of the attenuation is selected depending on the distance from the target can be. Otherwise, the attenuation filters 18, 19 can each be designed in different ways, for example as panchromatic or orthochromatic film material or as orthochromatically sensitized X-ray film, as neutral filter or gelatin gray filter or as transparent film or as glass with line structure such as raster filter, grid filter or filter with stochastic weakening pattern.
Alternativ oder zusätzlich können jedoch auch das erste und/oder das zweite Umlenkmittel zugleich als Abschwächungs- mittel ausgebildet sein. So kann etwa der Spiegel 10 als dichroitischer Spiegel ausgebildet sein, welcher einen Teil des Lichtes, das auf ihn fällt, absorbiert. Desgleichen kann das Würfelprisma 14 leicht absorbierend ausgebildet sein.Alternatively or additionally, however, the first and / or the second deflection means can also be designed as a weakening means. For example, the mirror 10 can be designed as a dichroic mirror, which absorbs part of the light that falls on it. Likewise, the cube prism 14 can be designed to be slightly absorbent.
Als weiteres Schwächungsmittel für Strahlanteile, die zu Mehrfachreflexionen Anlass geben könnten, ist an der Halterung 3 des Empfängers 2 eine Ablenkfläche 20 vorgesehen. Sie bildet einen 0,5mm bis 1,5mm tiefen, im wesentlichen konisch kegelförmigen, Trichter, in dessen Achse ein etwa ebenso langer an die Eintrittsfläche 5 anschliessender Endabschnitt 21 der Lichtleitfaser 4 freiliegt. Alternativ könnte diese Ablenkfläche auch als kegelförmig erhabene, die Lichtleiterfaser 4 umgebende Fläche ausgebildet sein. Die Kegelform ist beispielhaft für eine Flächenform, die die darauf fallenden Messstrahlen in eine von ihrer Einfallsrichtung abweichende Richtung reflektiert.A deflection surface 20 is provided on the holder 3 of the receiver 2 as a further attenuation means for beam components that could give rise to multiple reflections. It forms a 0.5 mm to 1.5 mm deep, essentially conical, conical funnel, in the axis of which an approximately equally long end section 21 of the optical fiber 4, which adjoins the entry surface 5, is exposed. Alternatively, this deflection surface could also be designed as a conically raised surface surrounding the optical fiber 4. The conical shape is exemplary of a surface shape that reflects the measuring beams falling on it in a direction that deviates from their direction of incidence.
Zur Messung der Entfernung des Zieles 13 vom Entfernungsmesser kann vom Sender 1 eine Folge kurzer Lichtpulse ausgesendet werden und die Entfernung aus der Laufzeit bis zum Eintreffen der vom Ziel 13 reflektierten Pulse bestimmt werden oder es kann ein kontinuierlicher Lichtstrahl ausgesendet werden, der periodisch, z.B. mit einem Sinus, moduliert ist. In letzterem Fall wird zur Bestimmung des Entfernung die Phasenlage des vom Ziel reflektierten und vom Empfänger 2 empfangenen Strahls relativ zum Referenzstrahl bestimmt. Diese Verfahren sind hinlänglich bekannt und sollen hier nicht näher erläutert werden.To measure the distance of the target 13 from the range finder, a sequence of short light pulses can be emitted by the transmitter 1 and the distance from the transit time until the arrival of the pulses reflected by the target 13 can be determined, or a continuous light beam can be emitted periodically, e.g. with a sine that is modulated. In the latter case, the phase position of the beam reflected by the target and received by the receiver 2 relative to the reference beam is determined to determine the distance. These methods are well known and will not be explained in more detail here.
Vor allem bei der Phasenmessung spielen Strahlanteile, welche nicht den regulären Lichtweg vom Sender 1 über den Spiegel 10, das Objektiv 11 zum Ziel 13 und zurück durch das Objektiv 11 und über das Würfelprisma 14 in die Lichtleitfaser 4 zurücklegen, sondern auch an einem anderen Objekt als dem Ziel 13 reflektiert werden und somit einen Teil des Weges doppelt oder mehrfach zurücklegen, eine nicht immer vernachlässigbare Rolle. Besonders kritisch ist die Reflexion eines Anteils des vom Ziel 13 reflektierten und durch das Objektiv 11 einfallenden Messstrahls 15 am Empfänger 2, insbesondere an dessen Eintrittsfläche 5. Zwar kann das Problem durch leichte Anschrägung, z.B. um 5%, derselben entschärft werden, doch hat dies den Nachteil, dass der Messstrahl gebrochen wird, so dass er unter einem Winkel eintritt. Dadurch wird die nutzbare numerische Apertur der Faser verringert.Especially in phase measurement, beam components play which do not cover the regular light path from the transmitter 1 via the mirror 10, the lens 11 to the target 13 and back through the lens 11 and via the cube prism 14 into the optical fiber 4, but also on another object are reflected as the target 13 and thus cover part of the way twice or more, a role that is not always negligible. The reflection of a portion of the measurement beam 15 reflected by the target 13 and incident through the objective 11 at the receiver 2, in particular at its entry surface 5, is particularly critical. by 5%, but this has the disadvantage that the measuring beam is refracted so that it enters at an angle. This reduces the usable numerical aperture of the fiber.
Erfindungsgemäss werden, wie beschrieben, reflektierte Strahlanteile durch den Abschwachungsfilter 18 gezielt geschwächt. Der reguläre, d.h. lediglich ein Mal am Ziel 13 reflektierte Strahlanteil durchläuft den Abschwachungsfilter 18 lediglich ein Mal und wird daher lediglich ein Mal um den Faktor A geschwächt. Dagegen läuft ein an der Eintrittsfläche 5 reflektierter Anteil, der nochmals am Ziel 13 reflektiert wird, den Abschwachungsfilter 18 drei Mal, wird also um einen Faktor A3 geschwächt, d.h. er wird um einen Faktor A2, also etwa bei A=0.3 um 0.32s«0.1 stärker geschwächt und damit gegenüber dem regulären Anteil fast vollständig unterdrückt, zumal auch die Reflexion an der Eintrittsfläche 5 und am Ziel 13 jeweils mit einer Schwächung verbunden ist, der der zwei Mal reflektierte Anteil dreifach, der reguläre Anteil jedoch nur einfach unterworfen ist.According to the invention, as described, reflected beam components are specifically weakened by the attenuation filter 18. The regular beam component, ie reflected only once at the target 13, passes through the attenuation filter 18 only once and is therefore weakened by the factor A only once. On the other hand, a portion reflected at the entrance surface 5, which is reflected again at the target 13, runs the attenuation filter 18 three times, that is, it is weakened by a factor A 3 , that is, it is weakened by a factor A 2 , that is to say around 0.3 at A = 0.3 2s «0.1 more weakened and thus almost completely suppressed compared to the regular portion, especially since the reflection at the entrance surface 5 and is connected to a weakening at the target 13, to which the twice reflected portion is tripled, but the regular portion is only subjected to one.
Störend können auch Anteile des Messstrahls 15 sein, die auf die Umgebung der Eintrittsfläche 5 fallen. Hier sorgt die Ausbildung der Ablenkfläche 20 dafür, dass ein grösser Anteil absorbiert wird und der nie ganz zu vermeidende Rest in eine Richtung reflektiert wird, welche nicht der Einfallsrichtung entspricht, so dass er nicht über das Würfelprisma 14 und durch das Objektiv 10 gegen das Ziel 13 reflektiert wird. Die erwähnten Ausbildungen der Ablenkfläche 20 bewirken eine wesentliche Verringerung störender Reflexionen am Empfänger 2 und können auch für sich allein als Massnahme zur Verminderung von Mehrfachreflexionen vorgesehen werden.Parts of the measuring beam 15 that fall on the surroundings of the entrance surface 5 can also be disruptive. Here, the design of the deflection surface 20 ensures that a larger portion is absorbed and the rest, which can never be completely avoided, is reflected in a direction that does not correspond to the direction of incidence, so that it does not cross the cube prism 14 and the objective 10 against the target 13 is reflected. The mentioned designs of the deflection surface 20 bring about a substantial reduction in disturbing reflections at the receiver 2 and can also be provided by themselves as a measure to reduce multiple reflections.
Eine Rolle, die der des Abschwächfilters 18 für vom Empfänger 2 reflektierte Strahlanteile entspricht, spielt der Abschwächfilter 19 für Anteile des Messstrahls 15, die über den Spiegel 10 auf den Sender 1 zurückgeworfen und an demselben reflektiert werden. Auch hier tritt eine dreifache Abschwachung ein gegenüber einer nur einfachen des regulären Strahlanteils. Insgesamt sind wenigstens drei Varianten von Entfernungsmessern denkbar, eine mit lediglich einem Abschwächmittel 18 vor dem Empfänger, eine weitere mit lediglich einem Abschwächmittel 19 vor dem Sender, und weiters eine mit zwei Abschwächmitteln 18 und 19 gemäss Figur 1 ausgerüstet .The attenuation filter 19 plays a role which corresponds to that of the attenuation filter 18 for beam portions reflected by the receiver 2, for portions of the measurement beam 15 which are reflected back onto the transmitter 1 via the mirror 10 and reflected on the same. Here, too, there is a threefold reduction compared to a simple one of the regular beam component. A total of at least three variants of range finders are conceivable, one with only one attenuating means 18 in front of the receiver, another with only one attenuating means 19 in front of the transmitter, and furthermore one with two attenuating means 18 and 19 according to FIG. 1.
Wie erwähnt, ist es auch möglich, die Abschwächungsmittel mit den Umlenkmitteln - handele es sich nun um einen Spiegel, ein Prisma oder ein anderes, den Strahlengang umlenken- des Bauteil - zu integrieren. Dies vereinfacht vor allem den Aufbau des Entfernungsmessers und verbilligt seine Herstel- lung. Ausserdem können etwa an einem dichroitischen Spiegel selbst kaum störende Reflexionen entstehen. Werden die Ab- schwächungsmittel als möglichst nahe am Sender und/oder am Empfänger angeordnete Abschwachungsfilter ausgebildet, so werden auch praktisch alle internen Reflexionen, abgesehen von allfälligen Reflexionen an den Abschwächungsfiltern selbst, abgeschwächt. So werden auch im Referenzlichtweg reflektierte Anteile, die ebenfalls zu einer Verfälschung des Messergebnisses beitragen können, geschwächt.As mentioned, it is also possible to integrate the attenuating means with the deflecting means - whether it is a mirror, a prism or another component that deflects the beam path. Above all, this simplifies the construction of the rangefinder and reduces the cost of its manufacture. development. In addition, hardly any disturbing reflections can arise from a dichroic mirror. If the attenuation means are designed as attenuation filters arranged as close as possible to the transmitter and / or the receiver, then practically all internal reflections, apart from any reflections on the attenuation filters themselves, are attenuated. In this way, portions reflected in the reference light path, which can also falsify the measurement result, are weakened.
Der in Fig. 1, 2 dargestellte Entfernungsmesser ist - wie dem Fachmann auf dem Gebiet der Entfernungsmessung geläufig - nur eine von mehreren Möglichkeiten der Anordnung der wesentlichen Bauteile. Das erfindungsgemässe Prinzip zur Unterdrückung oder Verminderung von die Messgenauigkeit nega- tiv beeinflussenden Mehrfachreflexionen ist in gleicherThe range finder shown in FIGS. 1, 2 is - as is known to the person skilled in the field of distance measurement - only one of several possibilities for arranging the essential components. The principle according to the invention for suppressing or reducing multiple reflections which negatively influence the measuring accuracy is the same
Weise sowohl bei koaxialen Entfernungsmessern mit einem oder zwei Objektiven als auch bei nicht-koaxialen Entfernungsmessern anwendbar.Way applicable both with coaxial rangefinders with one or two lenses and with non-coaxial rangefinders.
Entsprechende Überlegungen gelten auch für den den Fig. 3, 4 entnehmbaren Richtungsmesser. Dieses Gerät ist z.T. wie der Entfernungsmesser gemäss Fig. 1, 2 aufgebaut. Entsprechende Teile sind gleich bezeichnet und werden zur Vermeidung von Wiederholungen nicht nochmals beschrieben.Corresponding considerations also apply to the directional meter which can be seen in FIGS. 3, 4. This device is partly like the range finder shown in FIGS. 1, 2. Corresponding parts have the same names and are not described again to avoid repetition.
Der Empfänger 2 liegt in der optischen Achse und ist als elektronische Kamera ausgebildet mit beispielsweise einem rechteckigen Schirm 22 aus lichtempfindlichen Elementen wie CCD oder CMOS, wobei der Mittelpunkt des Schirms im oder nahe am Brennpunkt des Objektivs 11 liegt. Dem Empfänger 2 ist wiederum ein erstes Abschwachungsfilter 18 vor- und dem Sender 2 eine zweites Abschwachungsfilter 19 nachgeschaltet. Das Ziel 13 ist als Reflektor, insbesondere als Tripelprisma ausgebildet.The receiver 2 lies in the optical axis and is designed as an electronic camera with, for example, a rectangular screen 22 made of light-sensitive elements such as CCD or CMOS, the center of the screen being at or near the focal point of the lens 11. A first attenuation filter 18 is in turn connected upstream of the receiver 2 and a second attenuation filter 19 is connected downstream of the transmitter 2. The target 13 is designed as a reflector, in particular as a triple prism.
Der Messstrahl 15, erzeugt durch den vorzugsweise divergenten und am Ziel 13 reflektierten Sendestrahl 12, wird auf einen Messlichtfleck 23 auf dem Schirm 22 kollimiert, dessen Lage von der Richtung abhängt, welchen die Richtung, in der das Ziel 13 liegt, mit der optischen Achse des Geräts ein- schliesst. Mehrfachreflexionen können dazu führen, dass Anteile des Messstrahls 15 in der Umgebung des Messlichtflecks 23 auf den Schirm 22 fallen und sogenannte Geisterbilder verursachen, welche die genaue Feststellung der Lage des Messlichtflecks 23 erschweren. Doppel- oder Mehrfachbilder sind vor allem durch Reflexionen am grossflächigen Schirm 22 wahrscheinlich. Ein Teil der Strahlung des Lichtflecks 23 wird über das Objektiv 11 zurück in Richtung Ziel 13 reflektiert, von diesem erneut gespiegelt und nochmals auf den Schirm 22 als Geisterbild abgebildet. Auch sind diese unerwünschten Geisterbilder wegen fehlender Fokussierung grösser als der eigentliche Messlichtfleck. Durch die erfindungsge- mässen Massnahmen, insbesondere durch den ersten Abschwachungsfilter 18 aber auch durch den zweiten Abschwächungs- • filter 19 werden diese Mehrfachreflexionen wiederum so stark geschwächt, dass sie keinen verfälschenden Einfluss auf das Messergebnis haben. The measuring beam 15, generated by the preferably divergent transmission beam 12 reflected at the target 13, is collimated onto a measuring light spot 23 on the screen 22, the position of which depends on the direction which the direction in which the target 13 lies with the optical axis of the device. Multiple reflections can lead to portions of the measurement beam 15 falling on the screen 22 in the vicinity of the measurement light spot 23 and causing so-called ghost images, which make it difficult to determine the position of the measurement light spot 23 exactly. Double or multiple images are particularly likely due to reflections on the large-area screen 22. Part of the radiation from the light spot 23 is reflected back via the lens 11 in the direction of the target 13, reflected by the latter again and imaged again on the screen 22 as a ghost image. These unwanted ghost images are also larger than the actual measuring light spot due to the lack of focus. The measures according to the invention, in particular the first attenuation filter 18 but also the second attenuation filter 19, in turn weaken these multiple reflections to such an extent that they have no distorting influence on the measurement result.

Claims

PAT EN TAN S P RÜ C H E PAT EN TAN SP RÜ CHE
1. Zielerfassungsgerät mit einem Objektiv (11), einem elektrisch steuerbaren Sender (1) zur Aussendung eines Sendestrahls (12), einem Empfänger (2) zum Empfang ei- nes Messstrahls (15) aus von einem Ziel (13) reflektierten Anteilen des Sendestrahls (12) durch das Objektiv (11) , mit einem demselben nachgeordneten Schirm (22) oder einer demselben nachgeordneten Eintrittsfläche (5) und einem damit, ggf. lichtleitend, verbundenen lichtempfindlichen Element, welches bei Lichteinfall ein elektrisches Messsignal erzeugt, sowie mit einer Steuereinrichtung (9) zur Steuerung des Senders (1) und Verarbeitung des Messsignals, dadurch gekennzeichnet, dass es Schwächungsmittel zur gezielten Unterdrückung oder Schwächung von Strahlen, die aus Mehrfachreflexionen stammen oder zu Mehrfachreflexionen Anlass geben könnten, aufweist.1. Target acquisition device with a lens (11), an electrically controllable transmitter (1) for transmitting a transmission beam (12), a receiver (2) for receiving a measuring beam (15) from portions of the transmission beam reflected from a target (13) (12) through the lens (11), with the same downstream screen (22) or the same downstream entrance surface (5) and a light-sensitive element connected to it, possibly light-conducting, which generates an electrical measurement signal when light falls, and with a control device (9) for controlling the transmitter (1) and processing the measurement signal, characterized in that it has attenuation means for the targeted suppression or attenuation of rays that originate from multiple reflections or could give rise to multiple reflections.
2. Zielerfassungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwächungsmittel mindestens ein erstes Abschwächungsmittel umfassen, welches dem Empfänger (2) vorgeordnet ist und die Intensität eines über dasselbe geleiteten Strahls vermindert.2. Target detection device according to claim 1, characterized in that the attenuation means comprise at least a first attenuation means, which is arranged upstream of the receiver (2) and reduces the intensity of a beam guided over the same.
3. Zielerfassungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Abschwächungs- mittel so ausgebildet ist, dass die Intensität eines über dasselbe geleiteten Strahls um einen Faktor ≤0.7, vorzugsweise ≤O .5 und insbesondere ≤O .3 vermindert wird.3. Target detection device according to claim 2, characterized in that the at least one first attenuation means is designed such that the intensity of a beam guided over the same is reduced by a factor of ≤0.7, preferably ≤0 .5 and in particular ≤O .3.
4. Zielerfassungsgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass das mindestens eine erste Abschwä- chungsmittel als Abschwachungsfilter (18) ausgebildet ist.4. Target acquisition device according to claim 2 or 3, characterized in that the at least one first weakening is designed as an attenuation filter (18).
5. Zielerfassungsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ein erstes Umlenkmittel zur Ablenkung des durch das Objektiv (11) eingefallenen Messstrahls (15) umfasst.5. Target detection device according to one of claims 2 to 4, characterized in that it comprises a first deflection means for deflecting the measuring beam (15) incident through the objective (11).
6. Zielerfassungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Abschwächungs- mittel mit dem ersten Umlenkmittel integriert ist.6. Target acquisition device according to claim 5, characterized in that the at least one first attenuation means is integrated with the first deflection means.
7. Zielerfassungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Umlenkmittel ein absorbierendes Würfelprisma (14) oder ein dichroitischer Spiegel ist.7. Target detection device according to claim 6, characterized in that the first deflecting means is an absorbing cube prism (14) or a dichroic mirror.
8. Zielerfassungsgerät, insbesondere nach einem der An- sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwächungsmittel eine Ablenkfläche (20) umfassen, welche die Eintrittsfläche (5) des Empfängers (2) mindestens teilweise umgibt und auftreffende Anteile des Messstrahls (15) , soweit sie nicht absorbiert werden, überwiegend in Richtungen reflektiert, welche von der Einfallsrichtung abweichen.8. Target detection device, in particular according to one of claims 1 to 7, characterized in that the weakening means comprise a deflection surface (20) which at least partially surrounds the entrance surface (5) of the receiver (2) and incident portions of the measuring beam (15) insofar as they are not absorbed, mainly reflected in directions that deviate from the direction of incidence.
9. Zielerfassungsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkfläche (20) die Form eines, vorzugsweise konischen, Trichters aufweist.9. Target detection device according to claim 8, characterized in that the deflecting surface (20) has the shape of a, preferably conical, funnel.
10. Zielerfassungsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Trichter eine Tiefe von zwischen 0,5mm und 1,5mm aufweist und die Eintrittsfläche (5) von der Endfläche eines Lichtleiters (4) gebildet wird, dessen Endabschnitt (21) der Trichter mit Abstand umgibt.10. Target acquisition device according to claim 9, characterized in that the funnel has a depth of between 0.5 mm and 1.5 mm and the entry surface (5) is formed by the end surface of a light guide (4), whose end section (21) surrounds the funnel at a distance.
11. Zielerfassungsgerät nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkfläche (20) ab- sorbierend ausgebildet ist.11. Target detection device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the deflecting surface (20) is designed to be absorbent.
12. Zielerfassungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwächungsmittel mindestens ein zweites Abschwächungsmittel umfassen, welches dem Sender nachgeordnet ist und die Intensität eines über dasselbe geleiteten Strahls vermindert.12. Target detection device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the attenuation means comprise at least one second attenuation means, which is arranged downstream of the transmitter and reduces the intensity of a beam guided over the same.
13. Zielerfassungsgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine zweite Abschwächungsmittel so ausgebildet ist, dass die Intensität eines über dasselbe geleiteten Strahls um einen Faktor ≤0,7, vorzugsweise ≤0,5 und insbesondere ≤0,3 vermindert wird.13. Target detection device according to claim 12, characterized in that the at least one second attenuation means is designed such that the intensity of a beam guided over the same is reduced by a factor of ≤0.7, preferably ≤0.5 and in particular ≤0.3.
14. Zielerfassungsgerät nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine zweite Abschwächungsmittel als Abschwachungsfilter (19) ausge- bildet ist.14. Target acquisition device according to claim 12 or 13, characterized in that the at least one second attenuation means is designed as an attenuation filter (19).
15. Zielerfassungsgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es einen dem Abschwachungsfilter (19) nachgeordneten Strahlteiler (16) umfasst, welcher aus dem vom Sender (1) ausgehenden Strahl einen Referenz- strahl abzweigt.15. Target acquisition device according to claim 14, characterized in that it comprises a beam splitter (16) downstream of the attenuation filter (19), which branches off a reference beam from the beam emitted by the transmitter (1).
16. Zielerfassungsgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass er ein zweites Umlenkmit- tel zur Umlenkung des Sendestrahls (12) gegen das Objektiv (11) umfasst.16. Target acquisition device according to one of claims 12 to 15, characterized in that it has a second deflecting includes tel for deflecting the transmission beam (12) against the lens (11).
17. Zielerfassungsgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine zweite Abschwä- chungsmittel mit dem zweiten Umlenkmittel integriert ist.17. Target acquisition device according to claim 16, characterized in that the at least one second weakening means is integrated with the second deflection means.
18. Zielerfassungsgerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Umlenkmittel ein absorbierendes Würfelprisma oder ein dichroitischer Spiegel (lθ)ist.18. Target detection device according to claim 17, characterized in that the second deflection means is an absorbing cube prism or a dichroic mirror (lθ).
19. Zielerfassungsgerät nach Anspruch 4 oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Abschwachungsfilter (18) und/oder das zweite Abschwachungsfilter (19) schaltbar ausgebildet ist und/oder einstellbaren Transmissionsgrad aufweist, so dass das Ausmass der Abschwachung einstellbar ist.19. Target acquisition device according to claim 4 or claim 14, characterized in that the first attenuation filter (18) and / or the second attenuation filter (19) is switchable and / or has an adjustable transmittance, so that the extent of the attenuation is adjustable.
20. Zielerfassungsgerät nach Anspruch 4, Anspruch 14 oder Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Abschwachungsfilter (18) und/oder das zweite Abschwä- chungsfilter (19) als panchromatisches oder orthochromatisches Filmmaterial oder orthochromatisch sensibili- sierter Röntgenfilm, als Neutralfilter oder Gelatine- Graufilter oder transparenter Film oder als Glas mit Linienstruktur wie Rasterfilter, Gitterfilter oder Fil- ter mit stochastischem Abschwächmuster ausgebildet ist. 20. Target acquisition device according to claim 4, claim 14 or claim 20, characterized in that the first attenuation filter (18) and / or the second attenuation filter (19) as panchromatic or orthochromatic film material or orthochromatically sensitized X-ray film, as a neutral filter or gelatin - Gray filter or transparent film or as glass with a line structure such as raster filter, grating filter or filter with stochastic weakening pattern.
PCT/EP2005/004618 2004-05-04 2005-04-29 Target acquisition device WO2005108920A1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT05744805T ATE473420T1 (en) 2004-05-04 2005-04-29 TARGET COVERAGE DEVICE
EP05744805A EP1743139B1 (en) 2004-05-04 2005-04-29 Target acquisition device
DE502005009867T DE502005009867D1 (en) 2004-05-04 2005-04-29 TARGETING UNIT
JP2007511977A JP2007536537A (en) 2004-05-04 2005-04-29 Target capture device
US11/579,269 US7826039B2 (en) 2004-05-04 2005-04-29 Target acquisition device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH7922004 2004-05-04
CH00792/04 2004-05-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2005108920A1 true WO2005108920A1 (en) 2005-11-17

Family

ID=34968192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2005/004618 WO2005108920A1 (en) 2004-05-04 2005-04-29 Target acquisition device

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7826039B2 (en)
EP (1) EP1743139B1 (en)
JP (1) JP2007536537A (en)
AT (1) ATE473420T1 (en)
DE (1) DE502005009867D1 (en)
WO (1) WO2005108920A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008122292A (en) * 2006-11-14 2008-05-29 Denso Corp Method of detecting shift amount of detecting center axis

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8654316B1 (en) * 2011-02-17 2014-02-18 Lockheed Martin Coherent Technologies, Inc. Methods and systems for target detection
JP5533763B2 (en) * 2011-04-01 2014-06-25 株式会社デンソー In-vehicle radar system
US9222771B2 (en) 2011-10-17 2015-12-29 Kla-Tencor Corp. Acquisition of information for a construction site
US9746349B2 (en) * 2013-09-02 2017-08-29 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Opto-electronic module including a non-transparent separation member between a light emitting element and a light detecting element
KR102399788B1 (en) * 2014-03-14 2022-05-20 에이엠에스 센서스 싱가포르 피티이. 리미티드. Optoelectronic modules operable to recognize spurious reflections and to compensate for errors caused by spurious reflections

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3533696A (en) * 1965-02-03 1970-10-13 Optische Ind De Oude Delft Nv Laser range finder including a light diffusing element
US4375332A (en) * 1979-09-21 1983-03-01 Canon Kabushiki Kaisha Anti-ghost device for optical distance measuring system
US4611911A (en) 1983-12-26 1986-09-16 Nippon Kogaku K.K. Electro-optical distance measuring device
DE4316348A1 (en) 1993-05-15 1994-11-17 Wild Heerbrugg Ag Distance measuring device
US5886777A (en) 1995-05-12 1999-03-23 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Electronic distance measuring device
DE19840049A1 (en) 1998-09-02 2000-04-06 Leica Geosystems Ag Device for optical distance measurement
US20020180956A1 (en) * 2001-05-30 2002-12-05 Barker Andrew J. Optical sensor for distance measurement

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4498764A (en) * 1981-06-09 1985-02-12 Ludwig Bolkow Dynamic control arrangement for a distance measuring apparatus
JPS58158377U (en) * 1982-04-19 1983-10-22 旭光学工業株式会社 Lightwave distance meter switching shutter
DE19914631A1 (en) 1999-03-31 2000-10-12 Bosch Gmbh Robert Input procedure in a driver information system
FR2817339B1 (en) * 2000-11-24 2004-05-14 Mensi THREE-DIMENSIONAL LIFTING DEVICE OF A LASER EMISSION SCENE
AU2003228550A1 (en) * 2002-04-15 2003-11-03 Toolz, Ltd. Distance measurement device with short distance optics
CN2811945Y (en) * 2005-08-08 2006-08-30 南京德朔实业有限公司 Optical distance measurer

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3533696A (en) * 1965-02-03 1970-10-13 Optische Ind De Oude Delft Nv Laser range finder including a light diffusing element
US4375332A (en) * 1979-09-21 1983-03-01 Canon Kabushiki Kaisha Anti-ghost device for optical distance measuring system
US4611911A (en) 1983-12-26 1986-09-16 Nippon Kogaku K.K. Electro-optical distance measuring device
DE4316348A1 (en) 1993-05-15 1994-11-17 Wild Heerbrugg Ag Distance measuring device
US5886777A (en) 1995-05-12 1999-03-23 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Electronic distance measuring device
DE19840049A1 (en) 1998-09-02 2000-04-06 Leica Geosystems Ag Device for optical distance measurement
US20020180956A1 (en) * 2001-05-30 2002-12-05 Barker Andrew J. Optical sensor for distance measurement

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008122292A (en) * 2006-11-14 2008-05-29 Denso Corp Method of detecting shift amount of detecting center axis

Also Published As

Publication number Publication date
EP1743139B1 (en) 2010-07-07
US7826039B2 (en) 2010-11-02
EP1743139A1 (en) 2007-01-17
DE502005009867D1 (en) 2010-08-19
JP2007536537A (en) 2007-12-13
US20080062526A1 (en) 2008-03-13
ATE473420T1 (en) 2010-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1405037B1 (en) Device for optical measurement of distance over a large measuring range
DE102009028861B4 (en) Measuring device with reduced amount of stray light and manufacturing method for this
DE10336458B4 (en) System for distance measurement by means of light sources
EP0738899A1 (en) Distance measuring device
DE20380221U1 (en) lidar
DE102006013292A1 (en) Device for optical distance measurement
WO2006024566A1 (en) Device and method for optically measuring distance
EP3168642B1 (en) Optoelectronic sensor and method for detecting an object
EP1743139B1 (en) Target acquisition device
DE10051302C5 (en) Laser distance measuring device for the near and far range with special receiver
EP2979111A1 (en) Device for the optical measurement of the distance from a reflecting or scattering target object
DE102015223024A1 (en) Laser distance measuring device
EP3605139B1 (en) Optoelectronic sensor and method for detecting an object
EP1695109B1 (en) Device for measuring the distance to far-off objects and close objects
DE102008055486A1 (en) Optical measuring arrangement and optical measuring method
DE19804059A1 (en) Device for optical distance measurement
DE2850743C3 (en) Method and device for measuring the deviation of the transmission beam from the optical axis of the receiving telescope in a lidar device
EP1195617B1 (en) Distance measuring device
EP1019748B1 (en) Opto-electronic measuring device
EP3792668B1 (en) Optoelectronic sensor and method for detecting objects in a surveillance area
EP4042184A1 (en) Device for optically measuring the distance from a diffusive target object or from a reflective target object
WO2021224254A1 (en) Testing device for an active optical sensor
EP4141497A1 (en) Optoelectronic sensor and method for detecting objects in a surveillance area
DE102021200968A1 (en) LiDAR system as well as multiple polygon mirrors
DE102007046093A1 (en) Distance measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KM KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DPEN Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2005744805

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007511977

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: DE

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2005744805

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11579269

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 11579269

Country of ref document: US